Iegremdētas fāzes maiņas dzesēšanas izpēte datu centrā

Uzlabojoties datoru veiktspējai un skaitļošanas iekārtu integrācijai, datu centru siltuma plūsmas blīvums ir palielinājies, kā arī pieaug prasības siltuma izkliedes sistēmām. Tradicionālās ūdens dzesēšanas un gaisa dzesēšanas karsto punktu un lielā enerģijas patēriņa problēmu dēļ ir grūti atrisināt jaunas problēmas.

Elektronisko ierīču siltuma izkliedes prasības ir novedušas pie iegremdētas fāzes maiņas dzesēšanas tehnoloģijas izstrādes. Iegremdētā fāzes maiņas dzesēšanas sistēma galvenokārt sastāv no iztvaikošanas sekcijas, kondensācijas sekcijas un cirkulācijas sistēmas.

Sildīšanas iekārta ir iegremdēta izolējošā inertā Tiešā saskarē ar līdzekli siltuma izkliedēšanai.

Šīs metodes priekšrocības ir laba siltuma izkliedes veiktspēja un zems enerģijas patēriņš. Pašlaik iegremdēšanas fāzes maiņas dzesēšanas tehnoloģija ir sākuma stadijā. Dažos nākamajos gados, strauji attīstoties tehnoloģijām, piemēram, viedajai rūpniecībai un mākoņskaitļošanai, jaunas siltuma izkliedes tehnoloģijas, ko pārstāv iegremdēšanas fāzes maiņas dzesēšana, noteikti kļūs par galveno siltuma izkliedes tehnoloģiju datu centros.

Šajā rakstā kā sākumpunkts ir ņemta iegremdētās fāzes maiņas dzesēšanas sistēmas galvenā struktūra un princips, analizēts pašreizējais pētniecības fokuss un attīstības statuss, izvēloties dzesēšanas materiālus un viršanas siltuma pārneses mehānismu, kā arī iegremdētās fāzes maiņas dzesēšanas tehnoloģijas perspektīvas. .

Zinātnieki ir veikuši daudz pētījumu par datu centru siltuma izkliedes metodēm: gaisa plūsmas organizēšanai ir optimizēta tradicionālā gaisa dzesēšanas siltuma izkliede, uzstādīti ūdens dzesēšanas siltuma izkliedes serveri ar aizmugures plāksnēm, siltuma caurules siltuma izkliedes tehnoloģija, iegremdētās fāzes maiņa. ir veikta dzesēšana un siltuma atgūšana.

Pētījumi par dažādām tehnoloģijām enerģijas patēriņa samazināšanai. Tajā pašā laikā lielie serveru ražotāji gan mājās, gan ārvalstīs arī aktīvi pēta efektīvas siltuma izkliedes metodes. Ķīnas' uzņēmums Sugon reiz palaida klajā iegremdētu dzesēšanas serveri, kā parādīts 2. attēlā.

Šo serveri var izmantot datu centros Datoru telpas PUE vērtība ir samazināta līdz 1,05, un enerģijas patēriņš ir samazināts par vairāk nekā 30%, salīdzinot ar tradicionālo gaisa dzesēšanas datu centru. Ekonomiskie ieguvumi ir ievērojami. The"Kirin" Alibaba palaistajam serverim nav nepieciešams gaisa kondicionētājs, ventilatori un citi piederumi, un to var izvietot jebkur. Tas ietaupa vairāk nekā 75% vietas, un tā augstā gaisa necaurlaidības pakāpe aizsargā elektroniskās sastāvdaļas no putekļiem, mitruma un citiem faktoriem, kā arī ir aizsargāta pret ārējiem traucējumiem. Papildus siltuma izkliedes iekārtām daži uzņēmumi ir apņēmušies pētīt un attīstīt dzesēšanas materiālus, ko 3M izstrādājis Amerikas Savienotajās Valstīs. Novec dzesēšanas šķidrumam, kam ir visvienkāršākās izolācijas īpašības, ir zemāka viršanas temperatūra nekā parastajiem dzesēšanas līdzekļiem. (piemēram, tīrs ūdens, fluorēts šķidrums un minerāleļļa).

Dažādos pētniecības virzienos, iegremdēšana Pateicoties savām priekšrocībām, piemēram, augstām siltuma izkliedes īpašībām, ērtai apkopei un zemam trokšņa līmenim, fāzes maiņas dzesēšanas tehnoloģija ir kļuvusi par pašreizējo pētījumu uzmanības centrā.

Dzesēšanas līdzekļa izvēle Iegremdētās fāzes maiņas dzesēšanas sistēmas ierīcei ir nepieciešama augsta blīvējuma veiktspēja un augstākas prasības aparatūras iekārtām; tajā pašā laikā dzesēšanas līdzekļa izvēle ir arī iegremdētās fāzes maiņas dzesēšanas tehnoloģijas atslēga. Kvalificētai dzesēšanas videi jābūt ar šādām īpašībām.

(1) Tam ir augsts latentais iztvaikošanas siltums, tas ir, ar tādu pašu siltuma izkliedes daudzumu tiek izmantots mazāk dzesēšanas vides, kas var uzlabot siltuma izkliedes efektivitāti, vienlaikus samazinot sūkņu, dzesēšanas torņu un citu iekārtu papildu enerģijas patēriņu.

(2) Tas atbilst izolācijas prasībām šķidrā, gāzveida un gāzes-šķidruma jauktā stāvoklī.

(3) Tam jābūt ar zemu viršanas temperatūru. Ja servera temperatūra nav ļoti augsta, dzesēšanas šķidrumā var arī veikt stabilu fāzes maiņu, lai noņemtu siltumu, lai nodrošinātu stabilu servera temperatūru un normālu datu centra darbību.

(4) nav kodīgi servera materiāliem.

(5) Tas ir videi draudzīgs, netoksisks un nekaitīgs, un to ir viegli apstrādāt.

(6) Augsta ekonomika. Patlaban iegremdētās fāzes maiņas dzesēšanas sistēmas dzesēšanas vides izpētes sfērā ir iekļautas aromātiskās vielas, silikāti un fluorogļūdeņraži. Minerāleļļa un fluorēts šķidrums ir plašāk izmantotais tiešā kontakta dzesēšanas līdzeklis. Minerāleļļa ir lēta ､videi draudzīga, netoksiska un nekaitīga, taču viegli sadalās un ir degoša viela, kas ir bīstamāka. Salīdzinot ar minerāleļļu, fluorīda cena ir nedaudz augstāka, bet tā īpašības ir stabilas, liesmas slāpējošas un piemērotas dielektriskās konstantes. Šobrīd populārākais dzesēšanas līdzeklis. Xu Yongsheng un citi izmantoja adatas plāksnes elektrodus, lai modelētu kopējo ārkārtīgi nevienmērīgo elektriskā lauka vidi, un izveidoja daļējas izlādes noteikšanas platformu, kuras pamatā ir 50 Hz augstsprieguma maiņstrāvas izturības sprieguma pārbaudes sistēma, lai izpētītu aukstumaģenta viršanas ietekmi uz daļēju izlādi. sliekšņa vērtību. Pētījuma rezultāti liecina, ka aukstumaģenta vārīšanās rezultātā samazinās izolācijas vides izolācijas sliekšņa vērtība. Mo Shenyang un citi izmantoja izolācijas pārbaudes ierīci, lai veiktu sistemātisku pētījumu par aukstumnesēja FC-72 sadalīšanās īpašībām šķidrā, gāzes un divfāzu stāvoklī. , FC-72 tvaiku dielektriskā izturība tika iegūta, veicot jaudas frekvences sprieguma pārrāvuma testu, un tika realizēts daudzspiedienu dielektriskās stiprības tests aukstumaģenta tvaikiem ar zemu viršanas temperatūru. Wu Xilei un citi simulēja 4 bieži lietotus fluorētus šķidrumus (FC-72, Novec649, HFE-7100 un D-1) uz iegremdētās fāzes maiņas dzesēšanas sistēmas siltuma izkliedes efektu. Simulācijas rezultāti liecina, ka D-1 viršanas siltuma pārnesei nepieciešamais siltuma plūsmas blīvums ir mazākais, bet tā maksimālā siltuma izkliedes jauda ir tuvu Novec649, nedaudz zemāka par FC-72 un HFE-7100, tā var aizstāt esošo elektronisko fluorēto. šķidrums Novec649 iegremdētā fāzes maiņas dzesēšanā. Dong Jinxi un citi eksperimentu laikā analizēja sintētisko dzesēšanas šķidrumu uz ogļūdeņraža bāzes (PAO) un #65 etilēnglikolu. Līdzīga dzesēšanas šķidruma (turpmāk tekstā #65), #65 fizikālās un termodinamiskās īpašības ir lielāka siltuma izkliedes spēja nekā PAO, bet PAO fiziskā stabilitāte un nevadītspēja ir augstāka par #65. Tagad ir mazāk pētījumu par dzesēšanas vidi un nepieciešamību. Tika veikti turpmāki pētījumi un tika atrasta dzesēšanas vide ar stabilām fizikālajām īpašībām un augstu siltuma izkliedes spēju.

Turpmāka iegremdētās fāzes maiņas dzesēšanas tehnoloģijas optimizācija var uzlabot tās dzesēšanas efektivitāti. Nākamie pētījumu virzieni ir šādi.

(1) Sagatavojiet dzesēšanas vidi ar stabilām īpašībām, izpētiet nevienmērīga elektriskā lauka vides ietekmi uz dzesēšanas šķidruma īpašībām un veiciet dzesēšanas vides dielektriskās izturības pārbaudi augstā lauka intensitātē.

(2) Fluorētam šķidrumam ir spēcīga nepastāvība, atbilstošu siltuma izlietnes blīvējuma materiālu izpēte un izstrāde.

(3) Izmantojot eksperimentus, tālāk izpētīt dažādu faktoru ietekmi uz burbuļu veidošanos mikrokanālā, izpētīt viršanas siltuma pārneses mehānismu uz servera virsmas un izveidot reprezentatīvāku viršanas siltuma pārneses modeli.

(4) Pārbaudiet elektronisko ierīču iepakojuma polimēru materiālus, lai nodrošinātu to kalpošanas laiku, samazinātu uzturēšanas izmaksas servera lietošanas laikā un samazinātu uzticamību, ko rada biežas apkopes.